毛俊辉

国家管网集团东部储运公司

背景

甬沪宁输油管道于2004年建成投产，设计年输油能力为2000×104 t，承担着向扬子石化、金陵石化及长江上游各大炼化企业输送原油的重要任务。该管道经过江苏省句容市西山水库堤坝东侧坡脚，与大坝走向平行，埋深约1.5 m。西山水库已建成约20年（图 1），堤坝主体为人工填土堆筑形成，由于土质不均，松散欠密实，局部存在较大孔隙、空隙。水库上游库区护坡已存在较多凹陷、塌陷并形成管涌土洞，堤坝下游为地势较低的水塘，土体常年饱水、渗水，坡面曾多次发生过浅表滑塌、小型滑坡。一旦发生较大或较深滑坡，将严重威胁管道运行安全。

图 1 西山水库堤坝全貌

隐患分析

（1）滑坡结构形成。经现场调查分析，该处滑坡体堤基均由素填土组成，其表层为近几年新增的2 m左右的填土，极其松散、孔隙率较大，滑坡主要为圆弧滑动，潜在滑动面深度可能达到5 m～7 m，坡度30°～50°，有引发深层滑坡可能（图 2）。

图 2 滑坡边界示意图

（2）滑坡变形特征。滑坡体及不稳定边坡变形为垂直和水平位移，表现为地表变形、裂缝，前缘鼓胀，浅表土体滑塌、形成滑坎等现象。前缘为下游的水塘，后缘为小路，左缘为排水沟，右缘为治理前形成的陡坎。

（3）影响因素分析。土质滑坡形成和发生的主要影响因素有：地质因素（较厚松散堆积层）、地形地貌（边坡高差最大约9 m）、降水及地下水（降雨量大、下滑力大、剪切应力效应增强）、人类工程活动影响（高陡填土边坡不稳定、压密夯实不够，未做防渗处理，水力影响大，稳定性降低）。

（4）稳定性分析。采用极限平衡的基本理论和方法分析：天然工况下，斜坡浅层发生滑动搜索界面、斜坡深部搜索滑面两者的稳定性系数分别为1.187、1.250，大于1.15（规范要求），均处于稳定状态；暴雨工况下，两者的稳定性系数分别为1.107、1.150，前者基本处于稳定状态，后者处于稳定状态，但安全系数较小。为保证滑坡体长期稳定，应采取相应的防治措施。

防治措施

（1）治理区坡体整体有深层滑动的可能性，同时考虑管道保护的需求，坡体前缘设置抗滑桩，提高整体稳定性的同时消除作用于管道的潜在滑坡推力。

（2）治理区坡面中上部在渗流力作用下存在浅层滑动，设置锚杆格构加固坡体。

（3）在管道上方设置插入式预制方桩用于保护管道，桩顶设置冠梁锚杆，冠梁可作为格构底梁。

（4）在坝体上游设置塑性混凝土防渗墙，减小坝体内水头，防止坝体渗透变形。

（5）设置管道振弦式应力应变监测点，用于监测施工过程及后期运行中管道受力变形情况。

（6）采用Morgrnstern-price法，用Geo-studio数值模拟软件进行定性和定量分析结果显示，治理后滑坡灾害体在天然状态下和暴雨工况下的稳定性大幅提升，管道的变形和应力减小，满足安全要求。西山水库滑坡地质灾害管段再未发现滑坡变形迹象。

启示

（1）对于类似管道地质灾害问题，应从现场勘查入手，分析成因和主要影响因素，通过数值模拟计算进行稳定性评价，有针对性地制定防治措施。

（2）应设置坡体位移监测点，实时监测边坡的稳定性。在治理工程结束后要长期监测，并定期开展防治工程效果评估。

作者简介：毛俊辉，高级工程师，中国石油大学（北京）工学硕士。东部储运公司管道保卫部管道工程科科长，长期从事原油长输管道完整性管理工作。联系方式：18552920512，maojh@pipechina.com.cn。